Kết Cấu Nhà Cao Tầng Bê Tông Cốt Thép

Thuy Dung
1 thg 12, 2024

, Engineer at chúng tôi

Published on

Download tại
share-connect.blogspot.com/2024/01/ket-cau-nha-cao-tang-be-tong-cot-thep-le-thanh-huan.html

Tên Ebook: Kết cấu nhà cao tầng Bê tông cốt thép. Tác giả: chúng tôi Lê Thanh Huấn. Định dạng: PDF. Số trang: 174. Nhà xuất bản: Nhà xuất bản Xây Dựng. Năm phát hành: 2007.

  1. 2. LỜI NÓI ĐẨU Kêt câ°u nhà cao tầng bẽ tông côt thép là một trong những nội dun.g của bộ giáo trình 1Vhà cao tầng do Trường Đại học Kiên trúc chí đạo bíên Soạn. Kêt cáŕn chịu lực nhà cao tầng thường bao gồm nhiều hệ kêt CtĨ,1L (hệ thanht, hệ Sàn cứng, tường cứng, /Lệ lõi Cứng) được liên kêt Uót nhau Sao cho chúng Cừrag có khá năng Chịu được Các tác động tĩnh Uà độrlg của các loạt tẩt trọng như m.ột hệ liên tục Dà thông nhât. Bởi Uậy Uíệc t&# 236;m hỉếẫc bản chât Dề "sự làm Uỉệc của từng hệ Cĩtịu lực có ý nglzĩa hàng đầu trong thiệt tẽêlxây dựng nhà cao tầng. I Sách giới thiệu llhững nguyên tắc cơ bcẵrl lịztcz chọn các giải pfzáp kêt CÔÍLL hợp tý llĩên quan m.ật thiệt Dà đôẵ khi có ý nghĩa quyêt định đôĩ Uớỉ giái pháp kiên trúc, công nghệ; cung câp cho bạn. đọc Cách phân tích, áp dụng các giở thiểt, Sơ đồ tỉnh toán, các yêu Cấn câđu tạo Sao cho phù họp Uớỉ thực tẽơlàvm Uỉệc của từng dụng kêt CÔIU nhà cczo tầng bê tông côt thép đốđtợỉ cìzỗ hoy tắp ghép. Sách được dùng cho Sình Diên ngành Xây dựng Dân dụng Dà Công rzgh,ỉệp, đồng thời là tài liệu cho các [eỹ sư thiệt lzê"các thê" loại Iaêỉt câ"u bê tông côt thép nhà CCLO tầng. Túc giá xỉn Chân thành Căm ơn các cán bộ giảng dạy trong Bộ môn Kêt câŕu bê tông ~ gạch đá Trường đạì học Kiên trác Hà Nội, GS. TSKH Nguyễn Trâm,' PGS. TS Trần Quôc Dũng đã đỏng góp nh iều ý hiện trong quá trình biển Soạn. Chắc chẳn Sách xnâịt bản lần này không tránh khổi thiên sót, tác giá nzong nhận đượce ý kíên nhận xét của bạn đọc. Tác giả
  2. 4. Sau, Còn đối với những ngôi nhà rất Cao (nhã điểm, nhà tháp,.) Còn phải tuân thủ những tiêu Chuẩn, quy phạm thiết kế và tính toán bổ :sung dặc biệt khác. Để phân biệt với nhà thấp tẩlìg, theo Các tiêu Chuẩn, quy phạm thiết kê", tính toán kêỂt Cấu hiện hành trong nước và một số nước khác (TCVN` 2737- 1995- Tải trọng 'ă tác động TCXD 198- 1997; Tiêu Chuẩn thiểt kể nhà cao tăng bê tông toàn khối), đổi với những ngôi nhà có chiểu cao từ 40m trở lên, kẽŕt Cấu Chịu lực phải &# 273;ược tính toán cả với thành phẩn động của tải trọng gió và kiểln tra theo tải trọng động đất từ Cấp 7 trở lẻn (theo thang MSK-64) được Xem là nhà cao tầng. Tuỳ thuộc vào đặc điểm của Các hệ chịu lực và Cấp động đất phải tính toán, trong một SỔ tiêu chuẩn hiện hành nước ngoài còn quy định các chiều Cao lớn nhất thích hợp cho nhà bê tông Cốt thép liền khối (Bảng 1-1). Bảng 1-1. Chiểu cao lớn nhất thích hợp công trình bê tông cốt thép toàn khổi (m) Không có Hệ ket Cau Ị động đất 8 I , , V ch - Tường cimg Glìí CIlLì.' - Ðộ Cao nllà được tírzlz từ mặt đăt ngoài ltltà đêìz diểm rlzfìí CÔI'lg tI`!`l1Il, kllôlzg kễ .ợ độ Cao của Các bộ phậli IIÌIÔ lẻ!! khổi lnáỉ Illtư bễ7lttIỚC, buồllg Illallg máy,` - Ðôi ›ớÍ CÔlig [I^ỈI1lI lắp glzẻp lzoặc lắp glzép rửllg pliầll rllì CCỈPI Xem Xét mức độ để Cllọlt Clzỉểu Cao [lợp lỷ. 1.1.2. Đặc điểm sử dụng vật liệu Trong Xây dựng nhà Cao tằng, việc Sử dụng Vật liệu cho kết cấu ch̔ 3;u lực và kết Cấu bao Che có những đòi liỏi nhất định. a) Đặc diểm nổi bật vể phương diện chịu lục của nhà Cao tằng là Các Cẩu kiện đểu Chịu Các tải trọng thẳng đứng và tải trọng ngang lớn. Ðể đủ khả nãng Chịu lực đổng thời đảm bảo tiết diện Các kết Cẩu thanh như cột, dầm, 6
  3. 5. các kết Cẩu bản như Sàn, tường có kích thước hợp lý, phù hợp VỚỈ` giải pháp kiển l.rúC mặt bằng và không gian Sử dụng, Vật liệu dùng trong kết Cẩu nhà Cao tăng cần có cấp ,độ ,bển Chịu kéo, nén, cất Cao. Troiìg kết Cấu nhà Cao ĩẩrig C-ần dting bệ tông có Cấp Cưỡng độ từ B25 đếrl B60 (tương đương bê tông Inác 300 đến 800). và Cốt thép có giới hạn chảy từ 300 MPa trởịlên. Ĩ`l'ong không ít trường hợp, nhất là đối với Các kết cẩu l.ắp ghé ;p cần đến tính đì.ển. hình cao trolig sản Xuất hàng loạt tại Công Xưởng, Chì tiìay đổi số hiệu bẽ tông và cốt thép từ dưới iẽnr trẽn, để giữ nguyện tiết diện Cấu kiện như Cột và dấm nện việc Sử dụng Các cấp cường độ khác nhau cho cũng loại cẩu kiện, bộ phận kết Cẩu Ìà rất thích họp. b) Bệ tông là vật liệu dăn - dẻo, nên có khả năng phân phổi lại nội tực t1'0ng các kết Cấu, Sử dụng rất hiệu quả khi Chịu tải trong lập lại (động đấ t., gió bão). Bê tông Có tính 1iển`khỐi Cao (khi đùng Công nghệ đổ liền khẳôĩì* giúp cho Các bộ phận kết cẩu của ngôi nhàĩliên kêit tại thành một hệ Chịuẫ lực tlieo Các phương tác động của tẳi trọng. Tuy vậy, bê tÔn`g có trọng tượng bản thân [ớn nên thường được Sử dụng có hiệu quả cho Các ngôi nhà dưới 30 tầng. Khi nhà Cao t1`ên 30 tầng nhất thiểt phải dùng bệ tông CÓ cấp Cường độ Cao, bê tông ứng lực tI'ưỞc lìay bê tông Cốt Cứng ('ới h 4;m lượng ,1,L Cốt thép cũng kh`ÔIìg quá 15%) hoặc dùng kết cẩu thép hoặc kết cấuỹ thép - bệ tôngg liện hợp. C) Tì`0ng nhà Cao tầng thường Sử dụng Các lưởi cột rộng kích thước từ 6X6m trở Iêli nhưng Chiểu cao tâng điển hì h thường không lớn, nên giãi pháp kết Cẩu Sàn phải 1ựa_ChỌn Sao cho cả dấm đỡ Sàn có chiều caob tối thiểu. Bởi vậy bẻ tông ửng lực trước thường được Sử dụng cho kết Cẩu Sàn đổ toàn khõi haý lắp ghép nhất là hệ Sài"! phẳng khôn g dầm. Ngoài kết Cẩu chịu lực, kết Cấu bao che trong nhà Cao tâng cũng chiêĩm tỷ lệ đáng kể trong tổng khõi tượng Công trình. Bới vậy ệcân Sử dụng các vật liệu. nhe,ẠCó khối tượng riêng nhỏ, tạo điểu kiện giảm đáng kể khôiìg những Chi đổiívởii tải trọng tlìẳng đứlìg mà còn Cã đối với tải trọng ngang do lực quán tính gây ra. 1.1.3. Các hệ kết cẩu chịu lực nhà cao tâng. Các cẩu kiện Chịu lực Chírửi tạo thành các hệ Chịu lực nhà Cao tầng bao gỔm:~i o Cẩu kiện dạng thanh: Cột, dầm, thanh chống, thanh giằng. - Cẩu kiện dạng tấm: Tường (vách đặc hoặc có lỗ Cửa), Săn (Sàn phẳng, Săn Sườn, các loại panen đúc Sẵn có lỗ hoặc nhiều lớp ...).
  4. 7. tịìốlìg khung cột được bố trí tiìeo các Ô lưới nhẩt_định, phù hợp với giãi pháịì lnặt bằng kiến Ii'úc. Ðặc điểm kết cấu chịu tực nhà C210 tầng 'kììộng chi pẫìụ tiìuộc vào hình dęing, tính Ciìâlt iìtin x'iệc của Các bộ phận kết Cẩu lnà còli phụ tiìuộc vào cả Công ngiìệv sản X'uẺit vất xây tắp cũng nhtr ptlươlìg 'cin Sử dụllg Xlật liệu Z - Níìà catì tầng kêlt cẩu BTCT cti thể được xây đựng ttìeo côiig nglìệ bê iôllg & #273;ổ liền khối lìlty lắp gliép. - Niìà cao tằng kết câtu kiiìì toại lìoặc thép ` t.Ôltg. Căn Cứ vào khả nảĩlg tiẽfp tlìu tải tl`Ọng, nhất là đối với tải trong ngzlng có thể clìia thàlìh Các iìệ Chịu lực như Sau. a)` Hệ khung - Hệ khuĩìg Chịu lực được tạo thànlĩ từ các cẩu kiện ttìztlìh như cột, dẩln, lielì kêĩĩ círng tại các nút tạo thành các hệ kliung piĩẳlìg hoặc khung không giktn CỈỌC tlìeo các tl'ục iu'Ởi cột tl'ện Inặt bằng niìà. N - Klìung bệ tóng Cốt tlìép tlìường tiổ liền klìối. Tuy lìhiện đối 7ỚỈ Iìhà Cat) tầng 'ỈỘC tlìi Céng các kết Cẩu dạng tlìarìlì rihư dầm, Cột càng trớ nện phức tạp tI`êlì lìiìũììg độ cao iớiì. Nhược điểin này có tiìể khắc phục bằng việc Sử dụng Các câiu kiện đúc sẩn t'c_1i Công Xưởlìg l`ổi lắp glìép. Khung BTỜF lắp ghép klìó tliực Iìiệli Các liện kết Cúng, đòi hỏi độ chính Xác Cao trong lắp ghép Xfă đều được Xét đến tl'olìg quátrình tính toán. lilli +++++++++‹-- -›++ +++++++ +++++++++‹- *T* ++'l"l"l"l'"I'++ TTT T Hình 1.2. S(Ĩ đồ gật* Lĩì'1g /trc tì'tf(iC' tl`t›l1g /lệ kẻi Cái! kìỉlllĩg - václl Ỉắp gíléị) ỈMS
  5. 8. - Hệ khung Chịu lực thuẩn tuý có dộ Cứng uốn thấp theo phương ngang nệrì bị hạn chế Sit dụng trong nhà có Chiểu cao trên 40m. Trong kiến trúc nhà cao tầng luôn có những bộ phận như hộp thang máy, thang bộ, tường ngăn hoặc bao che liện tục trên Chiểu Cao nhà có thể Sử dụng như lõi, vách Cứng nên hệ kết Cẩu khung chịu 1l_rc thuẩn tuý trên thực tế không tồn tại. - Các hệ khungi bệ tông cốt thép lắp ghép có thể được thục hiện bằng Công nghệịcăng Sau các cẩu kiện bê tông ứng lO 21;c trước theo cả hai phương, và được Sử dụng có hiệu quả trong trùng có động đất (chương 6). b) Hệ klzung - vách D Ị I i iq I N I ††:H†† atm L- ị,,+ 4 Hình 1.3. SƠ dồ [lệ klttlng - václz. Hệ kết Cấu này' thường được Sử dụng cho những nhà có mặt bằng chữ nhật kéo dài, chịu lực chủ yếu theo phương ngang nhà. Các w'ách cứng được bố trí Chii! yếu dọc theo phương ngang ngôi nhà. Trong các kiểu nhà lắp ghép tấm lớlì nlìiểu tầng có thể Xem các tấm tường liệli kết với nhau tạo thành một hệ tường cứng ngang dọc liên tục. Các mô hình tính toán phụ thuộc nhiều vào cẩu tạo các mạch lắp ghép tường với tưỏng và tường với Sàn. Kết cẩu khung- Vách thường sử dụng phổ biến hơn cả vì hệ này phù hợp với lìẩu hết các giải pháp kiện trúc nhà cao tẩng. Hệ kết cẩu này tạo điểu kiện img dụng tinh hoạt các công nghệ xây dựng khác nhau như vừa có thể lắp ghép Vừa đổ tại chỗ Các kết cấu bê tông Cốt thép. Có thể chi đổ tại`clìỗ cácuvách cứng bằng công nglìệ dùng Ván khuôn trượt, còn phẩn khung (cột, đầm), Sàn lắp ghép, thậm chi với các liên kết khớp giữa cột với cột và dầm Sàn với vách Cứng. Với Công nghệ Xây dựng lắp ghép, bản lắp ghép cho phép Sử dụng hệ kết cấu Chịu lực một Cách hợp 1ý và đem lại những hiệu quả kinh tế kỹ thuật nhất định. 10
  6. 9. Có thể lắp ghép toàn bộ các cấu kiện khung, cột, dẩnì, tường cứng bằng công nghệ gây ứng lực trước bằng phương pháp cáng Sau cho toàn bộ Iìệ dấm dọc theo 2 phương như hệ kết cấu IMS. Hệ kết cẩu này có xuất Xứ từ CHLB Nam Tư trước đây và được nhiều nước ứng đụng, đặc biệt Ở Cu Ba. Hệ kết cật! này có khả nãng ti.êip tlìu tốt các tải trong gió và động đất (hình 1.2). c) Hệ khung - lõi Hệ khung - lõi Chịu lực thường được Sử dụng có hi& #7879;u quả cho các nhà có A độ cao trung binh và thật lớn, có mật bằng đơn giản dạng như hình chữ nhật, hình Vuông. Lõi (ống) Có thể đật trong hoặc ngoài biện trên mặt bằng (hình 1.4). Hệ Sàn các tâng được gối trực tiếp vào tường lõi - hộp hoặc qua các hệ cột trung gian. Phẩn trong lõi thường dùng để bố trí thang máy, câu thang và các hệ thống kỹ thuật nhà cao tầng. Hình 1.4. Hệ kllttlĩg - [Ối Cllịu lực d) Hệ lõi - hộp . Hộp là những Iõi có kích thước lớn thường đư̖ 7;c bố trí cả bên trong và gần biên ngôi nhà. Khác với hệ khung- lõi, hệ hộp Chịu lực toàn bộ tải trong đứng và ngang do săn truyền vă0,` không có hoặc rất ít cột trung gian đỡ Sàn (lìình 1.5). 11
  7. 10. Ilình 1.5. C fic giái plláị) lõi - Ôilg, Ôizg tl'‹7IIg (3ìI_gI Hộp trong nhà cũng giống nlìư lõi, được hợp thành từ Các tường đặc hoặc có lổ cửa. Hộp ngoài biên có diện tích mặt phẳng lớn. được tạo thành từ cẳic cột có khoảng Cáclì nlìỏ liện kết 'ỚỈ niiau bởi các thanh ngang có chiểu cao iÓ°t] theo lìai phương ngang hoặc chéo tạo nện niìững mặt nhà dęlng khung - lưới, có hình dáng phù hợp 'ới các giải pháp kiến trúc mặt đứng. Tiêit diện cột ngoài biên c& #243; thể đặc hoặc rỗng tạo nên lìhững dãy Ổng nlìỏ nện còn gọi là kết cấu [lộp t1`ong lìộp hay ổng trong ống, thường được sử dụng trong các ngôi nhà l"c^ít cao. 1.2. PHƯƠNG PHÁP LỰA CHỌN HỆ KỂT CẨU NHÂ CA‹ì TẨN(l 1.2.1. Lựa chọn kết cẩu theo chiều cao, SỔ tâng Tl`ong thiết kế và xây dụng nhà cao tâng, việc lựa clìọn hệ kêit cấu chịtl lực hợp lý phụ thuộc vào nhiều yếu tố như Chiểu cao, Các điều kiện địa clìất thuý Văn, bản đố phân vùng động đ 845;t khu vực hoặc toàn lãnh thổ đất nước và các giải pháp kiến trúc cóng trình. Có thể lựa chọn hợp lý hệ kết cấu chịu lực theo số tầng như trên đổ thị (hình 1.6). " Ðể đảm bảo độ cứng, hạn chế chuyển vị ngang, ti`álìh mất ổn định tổng thể cãn hạn chệ/ chiểu cao và độ mảnh (tỷ lệ chiểu cao trên Chiều rộng công trinh) lẩy theo bảng (1.2). 12
  8. 11. 9 L EQẶTẸII F O ơiịịøi iỉiítií iiiíií ií ơiií iti Iiiltiilŕ øỡiiiiiííunø ẶEIỂ tíiiiíiiiiiiíịịøií iiiiiiiííịti tị# øiiiIỦIiiøuaiilnøftịuịnuuøtøili lllllllulllIIIIIIIIIIIIIIIIIIỤIIIII IIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIII IIIII IIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIII IIIII IIIIIIIIIIIIII IIIIIIIIIIIIIIIIIII Iiiiiíiiịøiliídíŕi iiiiúiííüịŕ ơiiiiiliiiiiiiiilí iiiiilliilí Iitniiơítịøiiinlđiịơơiiiiñlinv ưưưưưưưưưuợơưưưưμưưưưưưưưưưưưư IIIIIIIIIIIIIIIIỆIIIIIIIIIIIỆI II IIIIIIIIÌIIHIÌIIIIÚ ;IIIÌII I II IIIIIIIIIII IIIIIIIIIIIIIII ng H/B A lếu rọ h. àc ơỡiiiỡí íuýiiiiiiiinøtøií uiiiliií Iâøiiiiiiiiiiløñ øiiiíiií øiiiiiinịŕtuliỉí dioiøịiơịnịitịeịuiøøiiiii IIIIIIIIIIIIIIIIIIII IIII IIIIIIIIIIIIIIIIIIII llll IIIIHIIIIIIIIIIIIIIỊIIIII IIII IIIIIIIIIIIIIIIIIIII ữa chiểu cao V ơiüiiŕ I Iơløiiiỡñ Iiiiííøíííiiiiiítí ỊBQIIẾỆIEỊGỊIQỊỊỊI ơiiơiiiiiiiiiøiiiø IIIIIIIIIIIIIIIIII III III IIIIIIIIỊ IIII III IIIIIIIII IIIIIIIIIIIIIIIIII ới hạn gí Bảng 1.. 2. Chiểu cao tổi đa (m) ổgi Ilỉnh 1.6. SL7 đố tựa c/lọi! [lệ kẽỈ Cải! títeo SÔ '[ẩIIg ơiiỉiiiiøí ơiiítịịifí ỊỦBIIIEỊEI iịntøøøiii IIIIIIIIII ỊIIIII III IIIIII III IIIIIIIIII ýs vàti Trường †lợp có độngđất Cấp W nữ Hệ kết cấu MaXH = HÍB I Nhà vách và . _ Ụhung Ổng MaxH,- HÍB J i40-129m MEXH W HIB Nhả Ổng và Ống MaxH = HJB trong Ống 1.2.2. BỔ trí lnặt hàng kết cấu úc và kết Cẩu nhà Cao tâng phải được Xem Xét một cách khoa học và hợp lý trong Suốt quá trình thiệit kế háp kiến tr ác giải p Mổi quzllì hệ giũa C ần kỹ thuật. Cấn đạt t 'i sự thống nhất và hợp kết cẩu cũng như những giải pháp k trên CƠ Sở Các quy phạm. chi IỸ Ỹ úc và áp kiến tr h trong các giải p tiìuật kiìác. Mặt bằng nhà cẩn chọn hình đơn giản, có trục đổi Xứng ít nliẽít là một phương, dặc biệt là đối xứng trong cách bố tri các kết Cẩu chịu lực. Đây là 13
  9. 12. tiêu chí quan trong trong giải pháp kệft cẩu, bởi đạt được yêu cẩu này có thể tl`ánh được những bất lợi do biến dạng Xoắn mà trong tính toán, cấu -tạo không dễ khắc phục đượC._ Khi bố trí kết cẩu Chịu lực nhà cao tâng chịu tải trong động đất còn cẩn chủ ý những điểu sau đây: - Mặt bẳng nên đối xứng cả hai phưong trục nhà; - Mối quan hệ giữa Chiểu dài (L), chiểu rộng công trình (B), độ nhô ra của các bộ phận còng trình (1), Vị trí các góc lõm (hình 1.7) trên mặt bằng cẩn thoả mãn các yêu cẩu trolìg bảng 1.3. Bảng1.3. Giói hạn của L, B, l Cấp động đất Ị 8Và9 S Ạ S4 GÌIỈ cÌiIi.' Cát' kỷ ílíệlt tl`oIlg bẩllg .)t`ớI7¶ II'ẽI1 Ìlìllli (1.7). ,r-Ế-a t::3:ì8 i"i 1 "1 i.ẹ.L._...i `ị4Lí JLI B -J , ,, , Ị T L Ữ D_ị B i -cl jm Ệ ° X Ữ L_.'ằ°.-.i Hình 1.7. C ác dạiìg lĩzçĩt bầlzg côrìg tl`l`IIÌ7 1.2.3. BỔ trí khe co dãn nhiệt, khe .lún, khe kháng chấn Khi gặp các mặt bằng kiêin trúc phức tập, có những bộ phận chênh tầng tiii tl'ước hết nện điốt! chính bằn g Cáclì phân chia thànlì những khối nhỏ kết hợp với-việc.:bỔ trí các khe co dãn nhiệt, lthe tún, hoặc klìe kháng Chẩn (bảng 1.4). Thông thu'ờng các loại khet biến dạng được kết hợp làm một. 14
  10. 15. 1.2.4. BỔ trí kêit cẩu theo phương thẳng đứng Trorlg nhà cao tăng cẩlì thiê't kế các kết cẩu chịu lực có độ cũng đổng đề_u. tránh sự thay đổi đột, ngột theo chiểu cao. Trên mặt Cắt thẳng đứng kết cẩu cũng cẩn đật đến độ đổi Xứng Vể hình học cũng như vể khổi lượng (chẩt `tải). Trong trường hợp không có trục đối xthig hình học theo phương thẳng đứng thì có thể dùng các hiện pháp khắc phục như trong bảng (1 .6). Bằng 1.6. Sơ đô nguyên tắc thi 871;t kế mặt đứng Ĩ igi -Ệ. , I-tỉnh thức nên chọn Khói tượng và độ ctrng Khối lượng và độ cứng đõi xứng không thay đổi theo chiêu cao giãm dân theo Chiêu Cao Hỉnh thức khỏng nén Chọn Giải pháp khắc phục Sự thay đổi đột ngột độ cứng của hệ kết cấu (như việc thông tăng, giảm CỘ[ hoặc dạng cột hẫng, dạng Sân dật cấp) cũng như việc dùng các SƠ đổ kết cấu có các cárìh mônguvă kết Cẩu dạng công Xon dài theo phương ngang nhà đều gây ra sự bất lợi d 32;ới tác động của các tải trong động. 17
  11. 16. Trong trường hợp đặc biệt phải dặt những tăi trọng lớn (thiết bị kỹ thuật điện, nước,v điều không) tại một số tẩrlg trung gian phải có các biệt] pháp thiết kế tương ứng nhlt tăng Cường độ cứng các kết cấu tầng kỹ thuật để tránh sự phá hoại Ở Các vùng Xuiìg yếu. a) BỖIỈIÍ khung chịu lực Khi thiết 'kệ' nhà khung nên chọn các khung đõi xímg và có độ siêu tĩnh Cao. Nếu là khung nhiều nhịp thì các nhịp khung nên chọn bằng nhau hoặc không Chênh nhau quá 10 - 20% Chi ểu dãi. Nếu phải thiết kế các nhịp khác nhau thì nện Chọn độ Cứng°(tiê't diện dấm ngang) giữa các nhịp tưong úng với khẩu độ của chúng. Nêri chọn Sơ đố khung sao cho tải trong tác động theo phương ngang và thẳng dúng được truyền trực tiếp và ngắn nhất Xuống móng. Tránh Sử dụng Sơ đồ khung hẫng cột tầng dưới. Nếu bắt buộc phải hẫng cột như Vậy, phải có giải pháp tăng Cường các dấm đỡ có đủ độ cứng chống uốn và cắt dưới tác động của Các tải trọng tập trung lỏn (hình 1.9). Không nên thiết kế dạng khung thông tầng. ŨŨŨŨ ŨŨŨŨŨŨŨŨ Ul] ŨŨŨŨ ŨŨŨŨŨŨŨŨ UD PŨŨŨ ŨŨŨŨŨŨŨŨ DUD a) Sơ đõ không nén chọn b) Các sơ đõ khắc phục ŨŨŨŨ ŨBŨŨUDŨŨŨU ŨŨŨŨ ŨEŨŨÙŨŨŨ UU ŨŨŨ ŨŨŨŨDŨŨŨŨŨ ŨŨŨŨUŨŨŨŨŨŨŨUŨŨÙ Hình 1.9. Các phương án khắc pllục trorlg nl1à,khung Cao tầng 18
  12. 17. Khung bệ tông cốt thép trong nhà cao tầng nếu có chèn gạch thì trước hết phải chèn các tâng dưới. Trong trường hợp phải Xây chèn các tằng trên mà tầng dưới không Xây thì phải chọlì tiệ't diện Cột, dầm tầng dưới có độ cứng lớn tìơn độ cứng kết Cấu tầng trệiì nó (hình 1.10). Ĩ/A// Ỷ/ VAVAVAV N xẵ FX ` Ă ề _X ` V . ,nán Ạná WW///A a) .ẾƠ đrỗ lzẻn Clỉọll b) SƠ đồ kllớlzg llẻìl cllọll C) Sơ dố klzắc p/tục I Iíình I .I 0. Sơ dồ kllullg CỈ1èl'Z Nen ti'ánh thi& #7871;t kê' công Xon (kể cả dấm và bản Sàn công Xon). Trong tru`Ởng lìợp Cẩn thiết phải hạn Chế độ vươn của công Xon đến mức tối thiểu w'à plìải tinh toán kiểm tra với các dạng dao động theo phương thẳng đứng do các tải trọng Iìgang (hinh l.11). HỀ cl) Kíltlllg cỏ Cỏftg X011 ÌZgẳl'l b) Kíztlltg Có cỏltg xolt dài Hình 1.11. Khztrzg Cỏ Côrzg xolz Khi tiìiết kế khung cấn Chọn độ cứng tượng đổi của dâm nhỏ hon của Cột nhằlh tránh khẩ năng Cột bị piìá hoại trước dẫm. Điểu này đ 863;c biệt có ý nglìĩa khi kêớt Cẩu Chịu tải trọng động và phải làm việc ngoài giới hạn đàn hồi (lìình l. iZ).
  13. 19. - Không nên chọn Vách có khả năng Chịu tải trọng lớn nhưng Số lượng ít mà nện chọn nhiều Vách có khã năng chịu tải tượng đương và phân bố đểu t1`ên lnật bằng công trình. I Sấềẩẵ sểẫẵ A "ị".ầ`osiẽ'0"` μềầs tA Hình 1.1.3. Václz dôĩ xứrzg chỉ vê; độicứlvzg - Không nện chọn khoảng cách giữa các vách và khoảng cách từ vách đến biện t]uá lớn. Trong nhà cao- tầng Săn bế tôngicốt thép đổ liên khối có thể chọn khoảng cách giữa các vách tlleo bảng l ._7 Bảng 1.7. Khoảng cách giữa các vách cứng Công trình Còng trình Chịu động đất cấp (MSK-64) ii không tính động đất S58 Vảsõũm S48 Vàs5Om GÌZÍ c[lLi.' B - Cl1l`e^`lt l'ộIzg Côrlg tI`ìrlÌ1. - Chiểu dày vách đổ toàn khối chọn không nhỏ hơn 200mm và không nhỏ holl 1/20 chiểu cao tầng. A - Vách cứng theo phương dọc cẩn bố trí Ở khoảng giữa đơn nguyên nhà. Khi chiểu dọc nhà khá dài thì không nên bố trí tập trung Vách ở hai đẩu hồi lìhã để giảm bớt ảnh hướng của biến đang nhi& #7879;t và co ngót bê tông trong quá trình thi công. - Vách Cứng theo phương dọc nhà có thể bổ trí thành nhóm hình chữ L, T, I. và hết Sức tránh các vách không vuông. _ - Vách cứng theo phương dọc nhà dài có thể được chia thărlii nhiều đoạn độc lập được liện kết với nhau bằng hệ dằm larili tô nện Ô cửa có chiểu cao lón.a . .. _-.Các".lỖ.5;ửẶ.tr.ên Các vách cẩn bố trí đểu đặn vă`thẳng hàng từ trên xuống TỀiãiỄỗii,ỂidĨitẩIi-gỄ‹baộ"Ỷ h nhau. iHiệu quả của vi& #7879;c bố trí các vách trên mặt Ệậgịỷ tạt ịãịn ídụ hình (1.13 và 1.14). Ế 9 .. . 4 21 Sn..ỊL:.ẵ.i.ẵ Ẹt. I
  14. 20. flìfzh I .I 4. BÔItI'Í vác!! Ĩl`ễl't fnặf bằftg ltìflíz ChữỊI[lậI.' cí) Hẩtt Illĩư kfltâfĩg có kiiấ ŕlãfìg Cllôẵlg xoẳrI,' b) Ngăi! Cẩlĩ bỉéit dạilg nlziệt và Ct) ỉlgôr ỉlĩecì pllươitg dọc sởi! BTCT đôi [Ìếlz kizói; C) Tiloẩ nỉěĩlì. các diễ!! kiệìt .'oẳlt, biêta dạìzg Il/tiệt và Clzịu tổi trong Izgalìg tót tfieo Cd 2 pltarơllg. Trong nhà cao tằng, Ở các tầng dưới thường có không gian rộng nện các Vách đặc phải giảm tiết diện Ở một số vị trí. Bởi Vậy c& #7849;n hạn chế tỷ số độ cứng của vách theo phương ngang nhà giữa tầng trên không bị giãm yếu và tầng dưới (bị giảm yếu) khi không có động đất không được lớn hon 3 và khi nằm trong`vùng động đất không được lớn hơn 2. Tỷ số này có thể Xác định như sau: G. . . .. ym-wĩiLầL`,:Ĩ.i.ltL (ị_2) (li.Aj.hi,, Ổđây: A=A,,+0,12A,; . Gi, Gi ịỵr môđun trưọt của bẽ tông Ở tăng thứ i và i+I; Ai, Ai ọ ,Z diện tích mặt cắt chịu Cắt tính toán của vách thứ i và i+I được tĩnh theo c 4;ng thức (I .2__; e Aw: diện tích toàn bộ mật cắt hữu hiện theo phương tính toán; AL.: diện tích mật cắt toàn bộ Cột; hi, hi + Ì: chiều cao tầng thứ i Và i +1.. c) Bô"tt1í lõi - ôìtg Những ngôi nhà có chiểu cao trên 100111 thường dùng hệ lõi, Ổng, ống trong Ổng. Vai trò khung cột, nếu có chi để giảm khẩu độ Sàn, hẩu như không tham gia vào chịu các tải trong ngang. Khi hệ khung Cột được bổ trí dẩy đạc dọc theo Chu vi Công trình và có độ cứng lớn đáng kể So với dộ cứng của lõi tạo thành in&# 7897;t hệ`kêĨ cẩu khung không gian cũng tham gia chịu lực với lõi, "- Ổng bện trong llTl` ta có thể Xem như hệ hộp trong hộp (hìlìh 1.4, 1.5b). Cũng như các hệ chịu tực khung - vách, nên bổ trí các Iõi, hộp đối, Xứng trên( mặt bằng và không bố trí lõi lệch một ben như trên hình (1.15). 22
  15. 23. hệ khác qua Các thanh giằng liên kết khớp hai đẩu. Ðộ Cứng của các thạnh giằng có giá trị lớn để có thể Xem như không bị biến dạng có hoặc dãn đăi. Các giằng ngang này chính là mô hình của hệ kết cẩu ,dấm Săn Có độ Cứng Iớn VÔ Cùng trong mặt phẳng nằm ngalìg. v Giả thiết vể các hệ Chịu lực Cùng có một dạng đuờng cong uốn. Giả thiết này Chí thích hợp cho các nhà chỉ có một hệ khung hoặc vách hoặc lõi. Còn đối với nhà hệ khung - Vách - lõi thì đ ;ưòng cong uốn của mỗi hệ khác nhau, trong cùng một SƠ đồ tính toán. 2.1.2. Ảnh hưởng của kết cẩu sàn đêtn sự làm việc của các hệ chịu lực thẳng đứng Với giá thiểt sàn Cứng tuyệt đổi trong mặt phẳng, chí là sự tưong đổi. Trong thực tế Xây dựng kết gấu săn nhà có nhiều loại: Săn bê tông đổ Iiển khối, sản bê tông lắp ghép, săn bê 'tông .thép, săn nhiều Iớp từ Các vật liệu khác nhau. Mỗi loại sản đểu có liên kết Cẩu tạo riêng nhưng không phải l 0;c nào cũng có khả năng làm việc như một kết cấu liền khối, không Chi có các Chuyển vị thẳng hoặc Xoay mà không có biển dạng góc. Vớí kết Cẩu sản có dẩln bê tông đổ Iiểli khối dũng giả thiết Săn Cứng tuyệt đối là phù hợp. Trong nhà Cao tầng mường dùng Các Iướii Cột kích thước lớn từ 6 đến 10m, nhưng chiểu Cao tằng lại hạn chể đêtn mức có thể. Sự trái_ nguợc này thường đuợc giải quyết bằng việc ứng dụng các kết cẩu Săn không dấm hay gọi là S& #224;n phẳng. Bản sản được kê trực tiếp lẽn Các đẩu Cột, tường, Vách, lôi Ià thường dùng bè tông ứng lực trước để tăng khả nãng chống uốn, võng, và nút. Ðã có những nghiên cứu chửng tỏ, ứng với Các giá trị độ Cứng nhất định của Sàn phẳng Cẩn phải Xét tới biển dạng của sàn trong tính toán Vai trò của sản Cứng đặc biệt quan trọng khi nhà có hệ khung vách hoặc khung - lõi. Ví dụ trong hệ khung - Vách, nhà sẽ có đường cong uốn như trên (hĩnh 2. ic). Ð& #432;ờng Cong uốn của hệ khung có dạng trên hình (2.1a) tại chân ngâm có lực Cắt và góc nghiêng lớn nhất. Ngược lại, tuởng cứng hoặc lõi cứng có đường cong uốn như thanh công Xon, và góc nghiêng lớn nhất lại Ở vị trní" đính tường.- Song để đạt được sự đổng điệu trong biến dạng uốn cho toàn hệ thi trong Các liên kết sẽ Xuất hiện những phản ứng, nội lực khác nhau về giá/trị và vị trí (hĩnh 2.16). Kích thước tchíểu đài các tnũi tên Chì độ Iớn ` của Cá ;c phản iực. Và nhờ vai trò của.hệ giằng ingang mà hệ khung dường như đấy ngang hệ vách cứng Ở phía trên và co nó lại Ở phía dưới. Kết quả lực 25
  16. 24. Cắt Sinh ra do tải trọng ngang được hệ khung tiếp thu phấn lớn Ở phía trên Còn Vách, lõi tiếp thu phẩn Còn lại Ớ phía dưởi. ui Ò) C) Hinh 2.1. a) KIìttlzg,' b) ìl"‹ícIz ([Ối),' C) S(Ỉ d‹ổ bitsil Clạllg Clẵa [lệ rllôìlg qua Các líẻll kt7Ĩ (gíằllg) dặt Ớ C'ác IIIIĨC Sài! Trong Các ngôi nhà lõi lìoặc hộp thì không những độ Cứng của sản mà klìi Có Các tầng cứng (dạng dàn lìoặc dăm kiểu Virendcl có Chiểu Cao bẳng Chiểu Cao tầng) ảnh hưởng rõ l'ệt đến đườllg Cộng uốn và Các gíá trị và dạng biểu đô lnôlnen uốlì (hinh 3.2, Chương 3). H Ilình 2.2. C1) .Ểơ dồ ktíì Cát! cI1Ị`u tẩí tl'ọIlg IlgaIzg,' b, C`,) SƠ đố Í ỉéll két và tẩỉ [I"ọllg tlzàlllt Ị)[lấll '[`l`Ong trường hợp tổng quát, khi Chấn. nhận lìhững giả thiết nêu trên thì mọi bộ plìận kêŕt Cấu bỡ trí rời rạc trong Công trình đều Cùng Chịu lực và tuân theo lnột quy luật nhất địniì trong Inột hệ kết Cẩu thống nhất, kể cả trường 26
  17. 31. ~ Ðối với tầng 6 kể từ trên xuống 0,5 (Q - Q1.) + Qrị Ờ dây: Q., - tải trong Sử dụng tại tầng đang xét. "i`uy nhiên hoạt tải thường không iởn So với tải trong bản thân (bằng 15 đẽin 20'X'J) liện khi thiêiì về an toàn có thể không xét tới các hệ Sốtagiắm tải. Trong tínlì toán khung nhiều tâng nhiều nhịp, nhất iã hệ khung không gian Con cho phép không Xét tới các pilưong án chẩt tằi bất Ĩợi (hoạt tải) tren các Sàn. Ánh hltởlzg độ lệch táln của tẩi trọng thẳng dứng Klìi tính toán theo các S Ơ đô khung - vách tải trong thẳng đlirlg Xem như tác động đúng tâm. Nhưng tl'ong thực têl tải trong thẳng đínìg tác động lệch tâm tỉ'ol1g các trường hợp do thay dổi tiết diện cột, do tải trong sản truyền vào tu'Ờng - vách lnột bên, đo Sai Ìệch tim trục trong thí công. Ðối với các kết Cấu khung cột. cho phép chỉ Xét tới độ lệch tâm khi kiểm tra tiết diện, tính toán Cốt thép. I Q Đội với tường - 'ách cửng độ lệclì tâm Có thể xãy ra Ở cả hai phưoììg: ti'ong ĩnặt ptìẳng và theo hướng vuông góc với mặt phằng tường. C Ðộ iệciì tâm theo hướỉlg thẳng góc gây ra nhăìììg mômen uốn phụ Cũing có thể Chỉ Xét tới khi kiểm tra tiê"t diện như trường hợp Cột khung. Độ lệch tâln tl`ong mặt phẳng của tường - vách do tầi trọng truyên từ dâm, sản truyền 'Vào không trùng với đường trọng tâm của vách hay của từng nhánh vách và cũa tl`uỆn1g hợp Các nhániì Vách chịu các phẩn tải trong khác biệt nhau nhiều về giá ẵ1`ị. Trăìng trường hợp n 24;y ta có thể Xem tác dụng lệch tâm của tải tl'ọng thắng đứng tt'ong mặt phẳng vách (hinh 2.621) tượng đương với tác dụng phối hợp của tằí trọng phâlĩ bố đúng tâm và mômen phân bố (hình 2.6b}. Môỉĩien phân bố theo dợn vị chiều Cao nilà Xác định như Sau: mẵd = q`"ei (2.6) n Ế v :` . Ơ qitiz Qỉị-ĩitlnb Qi.,A_ị,.lị-'tải tỊ't_7ng thẳng_ đứng tác dụng iên ạ`Cấu i theo diện tích_ *' tì'uyồIìitẻii tư:Ỉn_g ứng củàetưng tâng; _ , Ĩ"i - Chiểu cạo nhà. Mçẵỉnen lệch tâỉn gáy ra mômen uốn MỆd(Z) = mẫd .Z (hinh 2.60).
  18. 32. ' Q 4 I Mtẳa ! I 1 ! I I 1 ợ Kil _ a) b) - c) Hình 2.6. Tái trọrzg đủtlg tác dụlzg lệch târn Tải trọng phân bố đều tác dụng đúng tâm lên vách nếu được liên kết khớp với các hệ chiu lực khác (khung giằng) sẽ chi gây ra nén đểu và không ảnh hưỏng đến Các hệ kết cẩu khác. Nhưng nếu các nhảnh của vách được liên kết ` với nhau hoặc với các Cột khung bằng các liên kết` trượt (những lanh tô trên lố cửa có Chiểu cao "lớn, hoặc Xă ngang trong các khung liến) vách chủ yếu Chống cN 55;t) thì phẩn tải trọng chính tâm này vẫn có thể ảnh hướng tới các hệ Chịu lục khác (khung, khung - vách) và gây nên những biến dạng không gian của toàn hệ. Điểu này cótthể xảy ra nêiu tỷ Sổ giữa tải trọng qỆ° trên diện tích tiết diện ngang củ`a cấu kiện thẵng dứng được gọi là tải trọng riêng tác dụng vào các` nhánh vách hay cột không bằng nhau (hình 2.7a): ‹› tl ` ỂL gg .ẵíị ị2_7) Ai Ai+l Ở dãy: A = EF - độ Cứng dọc trục; E - mô đun biến dạng; F - diện tích tiết diệ ;n ngang cấu kiện thẳng đứng đang Xét. Trong trường hợp nãy( mỗi nhánh tường có Xu hưởng biến dạng khác nhau dưới tác dụng của các tải trong riêng khác nhau. Nhưng các liên kết trượt cản trở các biến dạng này và gây ra biến dạng của toàn hệ. Ví dụ cho trường hợp điển hình Vách có một dãy lỗ cửa với hai nhảnh chịu các tải trọng như trên hình (2.7b) ta luôn có thể đưa w'ể trường hợp."các tải trọng riêng bằng nhau và các mômen lệch tâm của Chúng là mim và: 34
  19. 34. 401n ngoài áp lực tĩnh còn phải xét tới rllànlz phần động của gió do lực quán tính gây ra khi dao động của nhà và công trình." Theo TCVN~2737-1995 giá trị tieu chuẩn thành phẩn tĩnh của tải trọng gió Ở độ Cao So với mốc chuẩn xác định theo công thức: W : w,,.k.c, (2. il) Trong đó: W_, - giá trị áp lực gió lẩy theo bản đổ phân vùng lãnh tlìổ Theo TCVN_ 2737-1995, lãnh thổ Việt Nam được chia thành năm vùng I, II. III, IV và V tương ứng với áp lực tiêu chuẩn 65, 95, 125, và 185 daN/m2. Ðổi với nhà và công trì ;nh xây dụng Ở các địa điểm đặc biệt thuộc vùng núi, Vùng biển. hải đảo với địa hình phức tạp giá trị áp lực gió W., phải lấy tlìeo số liệu thống kê đăng tin Cậy của nhiều năm do đạc tại Chỗ hoặc Ở địa điểm gấn nhãit. Klìi dó áp lực gió W xác định theo công thức: W., = 0,0613 vị, 2, (2. 12) Ở đây: v() - vận tốc gió (m/S) Ở độ Cao 10m so với với mốc chuẩn (vận tốc trung bình trong khoảng thời gian 3 giây bị vượt trung bình một lân trong 20 nãm) tưoììg ứng 'O 03;i dịa hình dạng B; k ~ hệ số tinh đến sự thay đổi áp lực gió theo độ Cao So với mốc Chuẩn 'à dạng địa hình xác định theo bâng 2 tiêu Chuẩn; C - hệ số khi động lẩy theo bảng 2 tiêu chuẩn; A Giá trị tiêu Chuẩn thành phẩn động của tải trọng gió Wi, Ở độ Cao Z được xác định như sau: a) Ðối 'ới công trình. và các bộ phận kết cấu công trình có tẩn SỔ dao động riêng CƠ bản f tỏn hơn giá trị giới hạn của tần số dao động riêng f quy định ỞI bảng 2 tiệu chu 849;n được xác định theo Công thức: Wp:rW‹"Ị,v, g VI _ (2. 13) TI`ong đó: _ W 0 giá trị tiêu. chuẩn thành phẩn tĩnh, tải trọng egió Ở độ cao tĩnh toán xác định theo (2.6); Ẹ - hệ Số áp lực động của tải' trong gió Ở độicao Z lẩy theo bằng phụ lục TCVN 2737 - 1995. V - hệ số tương quan không gian áp lựcịđộng của tải trong gió. Hệ số này được lẩy _theo bể mặt tính toán của công trình trên đó Xác 36
  20. 35. định các tưong quan động. mặt tíniì toán gồm có phẩn bể mặt tường đón gió, khuất gió, tường bén, mái "'à các kết cấu tưong tự mà tịua đó áp lực gió truyền lên Các bộ phận kết cẩu công trình. Nếu bể mật kẽit cẩu cóng trình có dạng hình chữ nhật và được định hướng song Song 'ới Các t1'ụC cơ bản (hinh 2.8) thì hệ số V xác định theo bảng 2 tiệu cììtlẩn theo các tha`m số p Và X. ` Hướng gig Hình 2.8. ["[ç= tọa đçồ .'áC dịllll Ìlçç ẩ`( 874;,ÍlÍỨIĩg qllclll V b) Ðối với các nhà có mặt bằng đối Xứng có f,< fl_ và mọi công trình có I`l_ < fl với f, và fz là tấn số đao động riêng tlìứ nhất ĩà thữ hai của công tl`ình được Xác địlìh theo Cộng tlìức: Wi, = m.ị.ịl.y, (2. 14) Tliong đó: ° m - khõi lượng của phẩn công trìnlì inà trọng tâm ớ độ cao Z; Í cị - hệ số động lực được xác định` bằng đồ thị ớ Iìình 2.9 phụ thuộc w'ăo thong SỔ 8 và dộ giảm lô- ga õ của dao động; "t (2. 15) [l ình 2.9. Ðfỗ ÍIỈỊI Xác địII.I1 [lệ .ĩÔ,C(ỘIlg [L_rC, 8 37
  21. 36. Tl°ên hình (2.9) đường Cong 1 ứng .với công trình bê tông, gạch đá, Các Công trìlìh bằng khung thép Có kết cẩu bao che (õ = 0,3); đường cong 2 ứng Á 'ỖỈ các tháp, trụ bằng thép, ốtlg khói, các thiết bị dạng cột bằng thép, có bệ bằng bê tông cốt thép (Ỗ = 0,15); Y = 1,2 - hệ số dộ tin cậy của tải trong gió cho nhà và Công trình có thời gian Sử dụng giả định là 50 nãm. Khi thời gian sử dụng giả định khác đi thì phải nhân với hệ số cho trong bẳng phụ lục 2 tiêu Chuẩn ; W 883;,- giá trị áp tực gió tiêu chuẩn; y - chuýển vị ngang của cóng trình Ở độ cao Z ứng với dạng dao động riệlìg tlìứ nhất (đối với nhà có nìặt bằng đối Xứng cho phép lấy y bằng chuyển vị do tải trọng ngang phân bổ đểu đặt tĩnh gây ra); IỊI - hệ số được Xác định bẳng cách chia Công trình thành từng phẩn, trong phạm vi mỗi phẩn tải trong gió không đổi ta Có: __ zykwpk - . (2.16) ZYỄMK W Ổ đây: MRI - khối lượng thứ k của công trĩnh, đường cong "1" ứng với các Công tr& #236;nh bẻ tông cốt thép và gạch đá; yk - Chuyến Vị ngang của trọng tâm phẩn thứ k ứng với dạng dao động riêng thứ nhất: Wpk- thănhiphẩn động phân bố đểu của tải trong gió Ở phần thứ k của công trình Xác định theo công thức (2.18). Giá trị tiêu chuẩn thành phấn động tải trong gió Ở dộ cao Z Xác định theo công thức - 1'4ZễWPb Ồ đây: Wph- giá trị tiêu Chuẩn thành phẩn động của tải trong gió Ở độ cao H tại định Công trình xác định theo công thức (2. 13). W (2.17) Các Công trình c& #243; fị < fl, Cẩn tinh toán động lực có kể đêin S dạng dao động _đẩu tiên, được xác định từ điểu kiệlì: tị < fli< fs+l (2.18) 38
  22. 38. Tương tự như Xác định tải trọtìg giỏ_ tĩnh theo biểu đổ hình thang (hình 2.10) các giá trị thành phất! động tính toán của áp 1L_tc,gió được xác định ` như sau: ị Tại dinh nhà: q""' : Wịl (1+ ‹Ẹ).k.c.i.2. 4 T T p (2.21) Tại đế-nhà: . . qỷ = 0,65 Wị,_c. 1,2, (2.22) Ở đây: Wị, - áp lực gió tiêu chuẩn lẩy theo bảng phân vùng tải trong gióịi 1,2 - hệ số độ tin cậy; k - hệ SỔ tăng áp lực gió theo chiểu cao; C - hệ số khí động lấy theo tiên chuẩn; Ạ Ẹ, .- hệ Sổ áp lực động tinh t& #7841;i định nhà theo dạng địa hình. Tại bất kỳ điểm nào trên chiểu cao ngôi nhà cũng được xác định theo công thức: a - 1 í1tx› = Q" Ất +--Xị (2-23) A Trong đó: X -toạ độ tính từ định nhà. 2.2.3. Tải trong động đất Khái niệm chung i Ị Ðộng đất hoặc địa chấn là những rung động tự nhiên`của Vỏ trái đất có phượng hướng và cường độ tlìay đổi theo thời gian. Trong thời gian động' đất, chuyển động của nền đất làm phát Sinh ra các lục quán tính Ở c&# 225;c bộ phận công trình. Bởi vậy động đất kiìông chi ảnh hướng trục tiếp tới nền móng CÔl1g trình mà Còn gây dao động, biến dạng kết cấu thân nhà dẫn tới ịnút né, hư hỏng, phá hoại cục bộ hoặc toàn bộ ngôi nhã. A , Việc thiết kế kháng Chẩn (Chống động đất) là nhằln bảo Vệ, hạn chế đến mức thấp nhất tác (hại do, động đất gây ra cho nhà 7ầ công trình Xây dụng trong vùng có động đất. Trước hết chúng ta hăy xeln Xét một SỔ khái niệm CƠ b̐ 3;n Vể động đất sau Ịđâyz - Sóng địa chấn là Sóng dãn hồi vật lý hình thành do việc giải phóng năng lượng từ điểm (chẩn tiêu).phát ra năng lượng do động đất. 40
  23. 46. Sau khi xác địlth được lực cắt toàn phẩn tại chân công trình do động đất theo Công thftc (2. 32) được Xem niìư tổng tải trong để phân phối cho các tằng trung gian như Sau: Fi = (2.35) ỀQahj t Trong đó: Q, - tải trong thẳng đứng tác dụng lện tâng thúi; hi ~ Chiểu cạo tầng thứ Í kểtừ nìật nền nhà. Theo lnột số tiệu chuẩn thiết kế nhà 'à công trình trong vùng động đất của nước ngoài thì có thể không tinh toálì với tải trọng động đất tới cấp 7 tlieo tltang MSK -.64, nhtnìg phải t uân thủ các )Iệu Cẩu cấu tạo kháng chẩrl đối Iới kết cấu chịu lực và kệlt cấu tự mang như tường bao che, václl ngàn (Xelĩl chưong 6). Nlìững công trình xây dụng trong vùng áp lực gitồ từ Il đến V của Việt Nam, khi tính toán có Xét tới tlìànll phẩn động của gió, Các giá trị nội lực trong kết cấu thường lớn hơn Các giá trị tính theo động đất cấp 7, nện tuỳ cấp độ, tẩm quan trong công trình mà có thể chi cẩn dũng các biện pháp cấu tạo kháng chấn cho kết cấu tlteo các tiêu chuẩn thiết kế hiện ltành. 48
  24. 47. Chương 3 TÍNH TOÁN CÁC HỆ CHỊU LỰC THEO SƠ ĐỔ PHẪNG 3.1. HỆ KHUNG - VÁCH Tl'ong nhà cao tằng hệ chịu lực khung - vách thường được bố trí Song Song vtii nhau theo một hay hai phưong tl`ên mặt bằng nện có thể dùng SƠ đổ klìung - giằng phẳng để tính toán cho toàn hệ. 'Tuỳ theo Cấu tạo của các vtich cứng có thể có Các SƠ đổ tinh toán khác nhau như trôn hình (3.l ): - Klìung - Vách đặc (hình 3.]a). - Khung - Vách đặc và Vách liền khung (hinh 3.1b). - Khulìg - Vá.Ch có lỗ cửa (hình 3.lc). Tl'ướC khi tĩnh toán cả ;lhệ ta lìăỳ Xem xét sự làm ViệC"độc lập của hệ khung nhiều tầng nhiều nlìịp dưới tác dụng của tải t.rọng ngang. C) Hình 3.1. CCĨC` SCI đtỗ tílzlz t‹›CịII [tệ Cliịtt [trc [tệ klzurỉg ~ t*ăc[1 3.2. CHUYỂN VỊ NGANG CỦA KHUNG NHIỄU TẨNG, NHIỄU"NHỊP Khi tính toán chuyển Vị ngang của khunig nhà nhiều tâng dưới tác dụng của tải trọng ngang có tlìể Xem là một cách gần đúng rằng góc Xoay của Các V Ị_iT.:Ịậ4i";,Ể"vr"ii tễ
  25. 50. Khi SỐ tâng n 2 16 có thể Xeĩn các Xả ngang Ithư được bố trí lien tục trên chiểu cao khung. Do vậy, các tải trong tập trung cótthể Xem như phân bố đều p(x) và từ Ccìng thức ( 3.9) có thể Vieịt: - X C _ X Qti y - ịQ,,-dx - ị-mdx (3.13) t) l`l tl A Ở đây: Qtì - tục cắt do tải trong phân bố đểu; X - toạ độ tiết diện ngang kh"ung. Lấy tich phân lẩn lượt biểu thức (3p.l3) ta được: Ay" =Q‹p; . Ị (3.14) Ay" = - p (x). (3.15) Từ đó cho thẩy mối quan hệ giữa, lục cắt và tải trong với chuyển Vị là đạo lìàm bậc Inột và bậc hai của hăm Chuyển vị. "l`t`ẽt1 biểu đổ chuyển vị (hinh 3.3) ta thâiy khung chịu uốn như một hệ chịn cắt. Ðường cong số Ì hưóĩtg -'ỀXO phía Xuất phát, còn đường cong số 2 thay đổi độ cong trong plìạm vi mổi tầng. Đây là trường hợp khi độ cứng của Cột tượng dượng hoặc nhỏ hơn độ cứng của Xã ngang. Hình 3.3 52
  26. 54. 3.3. TÍNH Tt)ÁN HỆ KHUNG - VÁCH ĐẶC Ta hãy Xét trường hợp hệ có vách đặc giằng với khung theo Sơ đố khutlg giằng. Từ giả thiết sản Cứng VÔ cùng trong mặt phẳng, khung và 'ấCh có chuyển vị ngang nen độ cứng của hệ có thể viêịt như Sau: B = 2Bj + Bv Ở dây: zBj - tổng độ Cúng cột khung; BV - tổng độ cứng của vách cứng. Khi tổng độ cứng của cột khung quá nhỏ S0 với tổng độ cứng của Vách có thể cho B = B,. Như vậy hệ có dạng đường cong uốn tuân theo công thức(3.2l) và ta dùng l&# 7901;i giãi (3.24) với các điểu kiện biện Sau: Í) W(ŨV) = Ồ; 2) Wito) =~ Ủ; 3) "° Wi`(Ồ) = Q(l(0)i 4) Wiithl "-" 0- Ðể tìm lời giải riêlig Q, trong (3.24) ta Xét trường họp tải trọng ngang phân bổ đểu theo chiểu cao: p(X) = p W'ă có mômen uốn Xĩà lực Cẳt: M., = - 0o5PH2 tl- ễ)2; Qi) = PH < l -ễizầ Vậy: -"1 2 pS4Ầ_4 V2 eul p 2 3 4 C,,=-psiẵ + i ễ--Ể-+ễ- (3.35) 2v" 2v~ ( 2 3 12 Từ các điều kiện biệtì ta lập được hệ phượng trình đại SỔ tuyến tính với các ẩn là các hằng số tích phàn, kết quả giải ta có: C, = -C3 = --pS2 cầ (3.36) bh Ể ; Ì' 4 Ấ 'Ì C4 e- -SC2 c -ps çỉ (3.37) , 1 ?L hỹt Tl`ong đo: x = Tchẵu (3.38) Đưa các kết quả Vừa nhận được vào (3.24) ta iđược phưong trình chuyển vị của hệ: ` i 2 1.4 (V2-1ị 2 3 4 _ PS4 <P , ề Ẹ Cề W-ĨÍÃỌ-Ĩ+XChỌ"XbhỌ`XỶĩỉíỉ-Ĩ+Ẹ 56
Next Post Previous Post